第7章 旋光异构课件.ppt

本章重点讲授： 1.物质的旋光性——理解 2.手性与对称因素——理解 3.含一个手性碳的化合物的对映异构—掌握 4.含两个手性碳的化合物的对映异构—掌握 5.不含手性碳的化合物的对映异构—理解 6.旋光异构体的性质与不对称合成——理解 7.1 物质的旋光性 7.2 手性与对称因素 7.3 含一个手性碳原子化合物的对映异构 7.6 旋光异构体的性质与不对称合成 7.6 旋光异构体的性质与不对称合成 本章小结 1、对映异构体的命名：R、S的判断规则 2、化合物手性的判断：通过有没有对称面或对称中心 3、含两个手性碳化合物的旋光异构：含两个不同和相同手性碳化合物的构型判断、外消旋体和内消旋体的概念 对映关系： Ⅰ与Ⅱ； Ⅲ与Ⅳ 非对映关系： Ⅰ与Ⅲ、Ⅰ与Ⅳ、Ⅱ与Ⅲ、Ⅱ与Ⅳ 非对映体：构造相同, 构型不同, 相互间不是实物与镜影关系的立体异构体。 光活异构体数目 = 2n ; (n=不同手性碳原子数) 外消旋体数目= 2n-1 7.4.2 含两个相同手性碳原子的分子 2R,3S 2S,3R 2R,3R 2S,3S 内消旋体 对映体 非对映体 内消旋体(meso)：分子内部形成对映两半的化合物。(有平面对称因数)。具有两个手性中心的内消旋结构一定是（RS）构型。 内消旋体无旋光性 (两个相同取代、构型相反的手性碳原子，处于同一分子中，旋光性抵消)。 内消旋体不能分离成光活性化合物。 讨论：指出下列(A)与(B)、(A)与(C)的关系(即对映体或非对映体关系)。 7.5 不含手性碳原子的光活性异构体 7.5.1. 丙二烯型分子 中心碳原子两个 ? 键平面正交, 两端碳原子上四个基团，两两处于互为垂直的平面 当A≠B ，分子有手性 类似物 无 有 7.5.2. 联苯型分子 苯环间碳碳?键旋转受阻，产生位阻构象异构 当同一环上邻位有不对称取代时（取代基或原子体积较大）, 整个分子无对称面、无对称中心, 分子有手性。 联萘衍生物：2,2’-联萘二酚是手性分子。 7.6.1 对映异构体的性质 1、物理性质 对映体：旋光方向不同，其他物理性质（熔点、沸点、溶解度、电离常数等）相同。 非对映体：物理性质不同，包括旋光性（旋光方向可相同可不同，内消旋体则无旋光性）。非对映体之间可采用分步结晶、分馏等手段进行分离。 2、化学性质 对映体：与非手性试剂反应时化学性质相同，反应速度也相同；若与手性试剂反应，化学性质相似，但反应速度有差异。 非对映体：官能团相同，化学性质相似，但反应速度存在差异。尤其是酶催化的反应，差别更大。 3、生物学性质 手性分子的立体结构与受体的立体结构(受体靶位)有互补关系时，其活性部位才能进入受体的靶位，产生应有的生理作用。而一对对映体只有其中一个适合进入一个特定受体靶位，产生生理效应。 如：(1R,2R)-(-)-氯霉素有效，而其他对映体几乎无效，它们的抗菌活性为100:0.4 1）旋光异构体具有不同的生物活性强度 CH2OH H H OH Cl2CHCNH O NO2 S－萘普生a比R－萘普生强35倍 S－布洛芬b比R－布洛芬强28倍 d- 异构体 有强兴奋作用 l- 异构体 抗兴奋作用 2) 旋光异构体具有完全相反的生物活性。 3) 旋光异构体的毒性或严重副作用 减肥药— (S)-(+)-氟苯丙胺 生物体内的酶和各种底物具手性。手性分子的对映体进入生物体内手性环境后, 引起不同的分子识别, 使其生理活性相差很大。 目前世界上所使用药物大约为2000多种，其中手性药物占60％以上。 （非手性分子） （手性分子） 前手性化合物 非手性分子中能形成手性中心的原子通常称为前手性原子。 含前手性原子的化合物称为前手性化合物。 1. 非手性分子转化成手性分子 7.6.2 立体化学反应与不对称合成 非手性化合物在非手性条件下生成外消旋体。 一个分子在对称环境下反应, 不可能有选择性。(左旋体与右旋体过渡态能量相同, 反应活化能相同, 反应速率相同) 。 外消旋体 外消旋体 内消旋体 立体专一性反应 2. 不对称合成 1) 由手性化合物进行不对称合成 立体选择性反应 2） 选择性生物催化不对称合成 条件温和、高效、立体专一 * * 第7章 对映异构(Stereoisomerism) 构造异构 立体异构 构型异构 (分子中原子间的排列顺序、结合方式) (构造相同，原子在空间排布方式不同) 碳架异构 位置异构 官能团异构 顺反异构 对映异构 构象异构 同分异构 立体异构